JP6567996B2

JP6567996B2 - Power semiconductor module

Info

Publication number: JP6567996B2
Application number: JP2016048870A
Authority: JP
Inventors: 晴信桑田; 和典宮武
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: JP2017163113A

Description

本発明は、パワー半導体モジュールに関する。 The present invention relates to a power semiconductor module.

パワー半導体モジュールの小型化、軽量化を図る手段として、ベース基板を樹脂ケースよりも小さくする方法が知られている。この場合において、放熱に関与しない部分のベース基板を取り除き、樹脂ケースでベース基板を放熱板に押し付けて取り付ける手法がとられるが、この方法は外形サイズの大きなパワー半導体モジュールへの適用が難しい。 As a means for reducing the size and weight of the power semiconductor module, a method of making the base substrate smaller than the resin case is known. In this case, a method of removing the base substrate that does not participate in heat dissipation and attaching the base substrate to the heat dissipation plate with a resin case is employed, but this method is difficult to apply to a power semiconductor module having a large outer size.

特開平１１−０６８０３５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-068035 特開２０００−０９１５００号公報JP 2000-091500 A

ベース基板を小型化し、樹脂ケースを押し付けてパワー半導体モジュールを放熱板に取り付ける方法において、特に寸法の大きなパワー半導体モジュールの場合、樹脂ケースの撓みによりカバーに浮きや割れ、外れが生ずる虞がある。従って、樹脂ケースとカバーとを接着する等の工夫が必要となるが、このことは、接着のための工数の増大につながり、製造コストが上昇する原因となる。 In the method of downsizing the base substrate and attaching the power semiconductor module to the heat sink by pressing the resin case, particularly in the case of a power semiconductor module having a large size, there is a possibility that the cover may be lifted, cracked or detached due to the bending of the resin case. Therefore, it is necessary to devise such as bonding the resin case and the cover, but this leads to an increase in man-hours for bonding and causes an increase in manufacturing cost.

また、使用する材料の線膨張係数の差によって樹脂ケース等に反りが発生するという問題がある。モールド型などの一体成型を除き、樹脂ケースおよびカバーを用いる方式のパワー半導体モジュールにおいては、放熱板への取付け時に樹脂ケースが撓んでしまい、カバーの割れや浮き、外れが生じる虞があった。 In addition, there is a problem that the resin case is warped due to the difference in the linear expansion coefficient of the material used. In a power semiconductor module using a resin case and a cover except for integral molding such as a mold, the resin case may be bent when attached to a heat sink, and the cover may be cracked, floated, or detached.

本発明に係るパワー半導体モジュールは、複数のパワー半導体素子を内蔵し、第２方向に長手方向を有する樹脂成型品および樹脂成型品を覆うカバーを有するパワー半導体モジュールであって、カバーは、第１方向に延び、第１方向から見た場合に第２方向に長手方向を有する第１の爪と、第１方向に延び、第１方向から見た場合に第２方向と交差する第３方向に長手方向を有する第２の爪とを有し、カバーにおいて、第１の爪は、第３方向の両端に位置し、第２の爪は、第２方向の一方の端部に位置せず、一方の端部とは反対側の他方の端部に位置し、樹脂成型品は、第１の爪、第２の爪とそれぞれ嵌合する第１の嵌合部および第２の嵌合部を有することを特徴とする。 A power semiconductor module according to the present invention is a power semiconductor module that includes a plurality of power semiconductor elements, a resin molded product having a longitudinal direction in the second direction, and a cover that covers the resin molded product. A first claw having a longitudinal direction in the second direction when viewed from the first direction and a third direction extending in the first direction and intersecting the second direction when viewed from the first direction. A second claw having a longitudinal direction, and in the cover, the first claw is located at both ends in the third direction, the second claw is not located at one end in the second direction, The resin molded product is located at the other end opposite to the one end, and the resin molded product includes a first fitting portion and a second fitting portion that are respectively fitted to the first claw and the second claw. It is characterized by having.

直交する方向を向くように配置された複数の爪をカバーに設けて樹脂ケースと嵌合させることにより、接着剤を使用しなくとも両者を確実に固定することができ、放熱板へ樹脂ケースを取付ける際にパワー半導体モジュールが撓んでもカバーの割れや浮き、外れを防止できる。 By providing a plurality of claws arranged so as to face in a direction perpendicular to the cover and mating with the resin case, both can be securely fixed without using an adhesive, and the resin case is attached to the heat sink. Even if the power semiconductor module is bent during installation, the cover can be prevented from cracking, floating, and coming off.

また、折り曲げる端子を利用してカバーを固定することにより、樹脂ケースとカバーとの接着が不要となり、放熱板へ樹脂ケースを取付ける際にパワー半導体モジュールが撓んでもカバーの割れや浮き、外れを防止できる。 Also, by fixing the cover using the terminals to be bent, it is not necessary to bond the resin case to the cover, and even if the power semiconductor module bends when attaching the resin case to the heat sink, the cover will not crack, float, or come off. Can be prevented.

以上のように、本発明に係るパワー半導体モジュールにおいて、樹脂ケースとカバーとの接着が不要となるため組み立て工数を削減でき、さらに接着剤を硬化させるための加熱も不要となり、熱ストレスを削減することができる。 As described above, in the power semiconductor module according to the present invention, since the bonding between the resin case and the cover is not required, the number of assembling steps can be reduced, and further, heating for curing the adhesive is not required, thereby reducing thermal stress. be able to.

第１の実施の形態に係るパワー半導体モジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the power semiconductor module which concerns on 1st Embodiment. 同パワー半導体モジュールのカバーの平面図である。It is a top view of the cover of the power semiconductor module. 同パワー半導体モジュールのカバーの平面図である。It is a top view of the cover of the power semiconductor module. 同パワー半導体モジュールの樹脂ケースの平面図である。It is a top view of the resin case of the same power semiconductor module. 同パワー半導体モジュールのベース基板の平面図である。It is a top view of the base substrate of the same power semiconductor module. 第２の実施の形態に係るパワー半導体モジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the power semiconductor module which concerns on 2nd Embodiment. 同パワー半導体モジュールのカバーの平面図である。It is a top view of the cover of the power semiconductor module. 同パワー半導体モジュールのカバーの断面図である。It is sectional drawing of the cover of the power semiconductor module. 同パワー半導体モジュールの平面図である。It is a top view of the same power semiconductor module.

以下、図面を参照して本発明に係るパワー半導体モジュールについて説明する。 Hereinafter, a power semiconductor module according to the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施の形態に係るパワー半導体モジュール１００の分解斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係るパワー半導体モジュール１００は、カバー１、樹脂ケース１０、およびベース基板２０を備える。 [First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a power semiconductor module 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a power semiconductor module 100 according to the present embodiment includes a cover 1, a resin case 10, and a base substrate 20.

図１に示すように、カバー１は、Ｘ方向（第２方向）に長手方向を有する略板状に形成され、樹脂ケース１０の上面と嵌合するための爪Ｐ１〜Ｐ４を有する。また、樹脂ケース１０の凸部Ｒ１〜Ｒ３および逃げ凹部１８と重ならないように、長手方向の両端部にコの字状の凹部２，４が形成され、中央部に穴３が形成されている。爪Ｐ１〜Ｐ４の詳細については、後述する。 As shown in FIG. 1, the cover 1 is formed in a substantially plate shape having a longitudinal direction in the X direction (second direction), and has claws P 1 to P 4 for fitting with the upper surface of the resin case 10. Moreover, the U-shaped recessed parts 2 and 4 are formed in the both ends of a longitudinal direction, and the hole 3 is formed in the center part so that it may not overlap with convex part R1-R3 and escape recessed part 18 of the resin case 10. . Details of the claws P1 to P4 will be described later.

樹脂ケース１０は、Ｘ方向に長手方向を有する略直方体状であり、上面からＺ方向（第１方向）に突出する凸部Ｒ１〜Ｒ３を有する。また、樹脂ケース１０の長手方向の両端部には、放熱板への取付け用の取付け穴１９が形成されており、当該取付け穴１９へのねじ挿入等を阻害しないための逃げ凹部１８が設けられている。また、樹脂ケース１０は、爪Ｐ１〜Ｐ４と嵌合するための嵌合部Ｑ１〜Ｑ４、端子１１〜１７を有する。樹脂ケース１０の詳細な構成については後述する。 The resin case 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape having a longitudinal direction in the X direction, and includes protrusions R1 to R3 protruding from the upper surface in the Z direction (first direction). In addition, attachment holes 19 for attachment to the heat sink are formed at both ends in the longitudinal direction of the resin case 10, and relief recesses 18 are provided to prevent the insertion of screws into the attachment holes 19. ing. Moreover, the resin case 10 has fitting parts Q1-Q4 and terminals 11-17 for fitting with claws P1-P4. The detailed configuration of the resin case 10 will be described later.

ベース基板２０は、Ｘ方向に長手方向を有する略板状に形成され、搭載面２４に回路２１が形成され、回路２１上にパワー半導体素子２２，２３が搭載されている。このベース基板２０と樹脂ケース１０の底面部とが嵌合することで、樹脂ケース１０が備える端子とパワー半導体素子２２，２３とが接続される。 The base substrate 20 is formed in a substantially plate shape having a longitudinal direction in the X direction, a circuit 21 is formed on the mounting surface 24, and power semiconductor elements 22 and 23 are mounted on the circuit 21. By fitting the base substrate 20 and the bottom surface of the resin case 10, the terminals provided in the resin case 10 and the power semiconductor elements 22 and 23 are connected.

次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、本実施の形態に係るカバー１について説明する。図２Ａは、図１に示したカバー１をＺ方向（第１方向）から見た平面図である。図２Ｂは、図１に示したカバー１をＹ方向（第３方向）から見た平面図である。 Next, the cover 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a plan view of the cover 1 shown in FIG. 1 viewed from the Z direction (first direction). FIG. 2B is a plan view of the cover 1 shown in FIG. 1 viewed from the Y direction (third direction).

図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、カバー１は、複数の爪Ｐを備える。図２Ａおよび図２Ｂに示す例においては、カバー１は、Ｘ方向の一方の端部に第１の爪Ｐ１、Ｐ２を有し、他方の端部に第２の爪Ｐ３、Ｐ４を有する。第１の爪Ｐ１、Ｐ２は、Ｙ方向の両端にそれぞれ形成されており、Ｚ方向に延び、Ｚ方向から見た場合にＸ方向に長手方向を有する短冊状になっている。一方、第２の爪Ｐ３、Ｐ４は、Ｘ方向において第１の爪Ｐ１、Ｐ２を有しない方の端部に形成され、Ｚ方向に延び、Ｚ方向から見た場合にＹ方向に長手方向を有する短冊状になっている。 As shown in FIGS. 1, 2A and 2B, the cover 1 includes a plurality of claws P. In the example shown in FIGS. 2A and 2B, the cover 1 has first claws P1 and P2 at one end in the X direction and second claws P3 and P4 at the other end. The first claws P1 and P2 are respectively formed at both ends in the Y direction, extend in the Z direction, and have a strip shape having a longitudinal direction in the X direction when viewed from the Z direction. On the other hand, the second claws P3 and P4 are formed at the end portion not having the first claws P1 and P2 in the X direction, extend in the Z direction, and have a longitudinal direction in the Y direction when viewed from the Z direction. Has a strip shape.

また、図２Ｂに示すように、各爪Ｐ１〜Ｐ４はその端部に突起部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａを有し、樹脂ケース１０と嵌合した際に、この突起部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａが樹脂ケース１０に応力を及ぼすため、カバー１が樹脂ケース１０から容易に外れないようになっている。さらに、カバー１は、各爪Ｐ１〜Ｐ４が形成される近傍に略コの字状の切り欠き部Ｐ１ｂ〜Ｐ４ｂを有する。この切り欠き部Ｐ１ｂ〜Ｐ４ｂを有することで、放熱板（図示せず）へ樹脂ケース１０を取付ける際に樹脂ケース１０等が撓んでも、セルフアライメントされるためカバー１に応力が生じなくなり、カバー１の浮きや外れ、割れ等を防止することができる。 Further, as shown in FIG. 2B, each of the claws P 1 to P 4 has protrusions P 1 a to P 4 a at the ends thereof, and the protrusions P 1 a to P 4 a stress on the resin case 10 when fitted to the resin case 10. Therefore, the cover 1 is not easily detached from the resin case 10. Furthermore, the cover 1 has substantially U-shaped notches P1b to P4b in the vicinity where the claws P1 to P4 are formed. By having the notches P1b to P4b, even if the resin case 10 or the like is bent when the resin case 10 is bent to the heat radiating plate (not shown), the cover 1 is self-aligned so that stress is not generated on the cover 1. 1 can be prevented from being lifted, detached or cracked.

このように、第１の爪Ｐ１、Ｐ２および第２の爪Ｐ３、Ｐ４が互いに交差する向きに配置されていることで、接着剤等を使用しなくともカバー１と樹脂ケース１０とを確実に嵌合させることができる。 As described above, the first claws P1 and P2 and the second claws P3 and P4 are arranged so as to cross each other, so that the cover 1 and the resin case 10 can be securely connected without using an adhesive or the like. Can be fitted.

本実施の形態において、カバー１に設けられる爪は、Ｚ方向から見た場合に一つがＸ方向に長手方向を有し、一つがＹ方向に長手方向を有するように配置されていれば良く、爪の数や形状、位置、大きさ等は図示しているものに限定されない。図示の例では、第１の爪Ｐ１，Ｐ２および第２の爪Ｐ３，Ｐ４がそれぞれＸ方向において同じ側の端部に形成されているが、例えば、第１の爪Ｐ２が、Ｘ方向における右側の端部にＹ方向を向くように配置され、第２の爪Ｐ４が、Ｘ方向における左側の端部にＸ方向を向くように配置される場合においても、本発明の効果は達成される。また、図示の例では、第１の爪Ｐ１、Ｐ２および第２の爪Ｐ３、Ｐ４は互いに直交する向きに配置されているが、完全に直交しなくともよい。さらに、カバー１の大きさや形状、厚さ等も任意に変更可能である。 In the present embodiment, the claws provided in the cover 1 may be arranged so that one has a longitudinal direction in the X direction and one has a longitudinal direction in the Y direction when viewed from the Z direction. The number, shape, position, size, and the like of the nails are not limited to those illustrated. In the example shown in the figure, the first claws P1 and P2 and the second claws P3 and P4 are respectively formed on the same end in the X direction. For example, the first claw P2 is on the right side in the X direction. The effect of the present invention is also achieved when the second claw P4 is arranged at the end of the X direction so as to face the X direction at the left end of the X direction. Further, in the illustrated example, the first claws P1 and P2 and the second claws P3 and P4 are arranged in a direction orthogonal to each other, but may not be completely orthogonal. Furthermore, the size, shape, thickness and the like of the cover 1 can be arbitrarily changed.

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る樹脂ケース１０について説明する。図３は、本実施の形態に係る樹脂ケース１０の平面図である。図３に示すように、樹脂ケース１０は、一例として、Ｘ方向に長手方向を有し、上面の中央部にはＸ方向に並ぶ凸部Ｒ１〜Ｒ３を有する。 Next, the resin case 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view of the resin case 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, as an example, the resin case 10 has a longitudinal direction in the X direction, and has convex portions R 1 to R 3 aligned in the X direction at the center of the upper surface.

樹脂ケース１０は、メイン端子１１，１２，１３、制御信号系端子１４〜１７を有する。各端子１１〜１７は、非常に精密且つ三軸方向（ＸＹＺ方向）に高い位置精度で位置決め固定されている。メイン端子１１〜１３は、凸部Ｒ１〜Ｒ３の上面において、外部接続部１１ａ〜１３ａが樹脂ケース１０の上面と平行になるように外部に露出している。外部接続部１１ａ〜１３ａの中央部には、ボルト挿通孔１１ｃ〜１３ｃが形成されている。 The resin case 10 has main terminals 11, 12, 13 and control signal system terminals 14-17. The terminals 11 to 17 are positioned and fixed with very high precision and high positional accuracy in the triaxial directions (XYZ directions). The main terminals 11 to 13 are exposed to the outside so that the external connection portions 11 a to 13 a are parallel to the upper surface of the resin case 10 on the upper surfaces of the convex portions R 1 to R 3. Bolt insertion holes 11c to 13c are formed at the center of the external connection portions 11a to 13a.

また、樹脂ケース１０の長手方向の一方の端部の上面には、制御信号系端子１４〜１７の一部（先端部側）が外部に露出している。各端子１１〜１７は、樹脂ケース１０の内部において基板側接続部１１ｂ〜１７ｂを有しており、ベース基板２０を樹脂ケース１０の底面部と嵌合させることで、各基板側接続部１１ｂ〜１７ｂがパワー半導体素子２２，２３や回路２１と接続される。 Further, on the upper surface of one end portion in the longitudinal direction of the resin case 10, a part (tip end side) of the control signal system terminals 14 to 17 is exposed to the outside. Each terminal 11-17 has the board | substrate side connection parts 11b-17b inside the resin case 10, and by making the base substrate 20 fit with the bottom face part of the resin case 10, each board | substrate side connection part 11b ~ 17 b is connected to the power semiconductor elements 22 and 23 and the circuit 21.

さらに、樹脂ケース１０には、カバー１と嵌合するための嵌合部Ｑ１〜Ｑ４が設けられている。第１の嵌合部Ｑ１、Ｑ２は第１の爪Ｐ１、Ｐ２と嵌合する位置に、第２の嵌合部Ｑ３、Ｑ４は第２の爪Ｐ３、Ｐ４と嵌合する位置に形成されている。すなわち、第１の嵌合部Ｑ１、Ｑ２は、第１の爪Ｐ１、Ｐ２と同様に、Ｚ方向から見た場合にＸ方向に長手方向を有し、第２の嵌合部Ｑ３、Ｑ４は、第１の爪Ｐ３、Ｐ４と同様に、Ｚ方向から見た場合にＹ方向に長手方向を有する。各嵌合部Ｑ１〜４は、爪の突起部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａが通ることができる程度の大きさに形成され、樹脂ケース１０とカバー１とが嵌合した際に、各突起部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａがＱ１〜Ｑ４の内壁面に応力を及ぼすため、カバー１が容易に外れないように固定される。 Further, the resin case 10 is provided with fitting portions Q1 to Q4 for fitting with the cover 1. The first fitting parts Q1 and Q2 are formed at positions where the first claws P1 and P2 are fitted, and the second fitting parts Q3 and Q4 are formed at positions where the second claws P3 and P4 are fitted. Yes. That is, the first fitting portions Q1 and Q2 have a longitudinal direction in the X direction when viewed from the Z direction, like the first claws P1 and P2, and the second fitting portions Q3 and Q4 are Like the first claws P3 and P4, when viewed from the Z direction, it has a longitudinal direction in the Y direction. Each fitting part Q1-4 is formed in the magnitude | size which can pass the projection parts P1a-P4a of a nail | claw, and when the resin case 10 and the cover 1 are fitted, each projection part P1a-P4a Since stress is applied to the inner wall surfaces of Q1 to Q4, the cover 1 is fixed so as not to be easily removed.

次に、図４を参照して、本実施の形態に係るベース基板２０について説明する。図４は、本実施の形態に係るベース基板２０の平面図である。図４に示すように、ベース基板２０は、略矩形状の外形を備えており、ベース基板２０の搭載面２４に絶縁基板（図示せず）を有し、絶縁基板上に回路２１が形成されている。この回路２１上の所定位置に、パワー半導体素子２２，２３が搭載されている。ベース基板２０に樹脂ケース１０を搭載する際、例えば、メイン端子１１の基板側接続部１１ｂがパワー半導体素子２２の電極板上に位置し、メイン端子１２の基板側接続部１２ｂがパワー半導体素子２３の電極板上に位置するようになっている。 Next, the base substrate 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view of the base substrate 20 according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the base substrate 20 has a substantially rectangular outer shape, has an insulating substrate (not shown) on the mounting surface 24 of the base substrate 20, and a circuit 21 is formed on the insulating substrate. ing. Power semiconductor elements 22 and 23 are mounted at predetermined positions on the circuit 21. When mounting the resin case 10 on the base substrate 20, for example, the substrate-side connection portion 11 b of the main terminal 11 is positioned on the electrode plate of the power semiconductor element 22, and the substrate-side connection portion 12 b of the main terminal 12 is the power semiconductor element 23. It is located on the electrode plate.

上述のように、本実施の形態によると、カバーに設けられた複数の爪のうち少なくとも２つが、互いに交差する方向に配置されることで、カバーと樹脂ケースとを固定することができる。また、それぞれの爪の周囲に切り欠き部を有することで、放熱板への取付け時に樹脂ケース等が撓んでも、セルフアライメントされるためカバーに応力が生じなくなり、カバーの浮きや破損を防ぐことができる。 As described above, according to the present embodiment, the cover and the resin case can be fixed by arranging at least two of the plurality of claws provided on the cover in directions intersecting each other. In addition, by having a notch around each nail, even if the resin case or the like bends when attached to the heat sink, self-alignment prevents stress from occurring on the cover, preventing the cover from floating or breaking Can do.

また、樹脂ケースとカバーとの接着が不要になることで接着剤の硬化のための加熱も不要になり、組立工数を削減させることができ、さらに熱ストレスをより与えずにパワー半導体モジュールを形成することができる。 In addition, since there is no need to bond the resin case to the cover, heating for curing the adhesive is also unnecessary, reducing the number of assembly steps, and forming a power semiconductor module without further applying thermal stress. can do.

以上、第１の実施の形態に係るパワー半導体モジュールについて説明したが、カバーや樹脂ケース、ベース基板等、これらの構造や機能は図示しているものに限られない。例えば、ベース基板を用いず、絶縁基板の裏面を放熱板に直接接触させる構造のパワー半導体モジュールにおいても、本実施形態は適用可能である。 The power semiconductor module according to the first embodiment has been described above. However, the structure and functions of the cover, the resin case, the base substrate, and the like are not limited to those illustrated. For example, the present embodiment can also be applied to a power semiconductor module having a structure in which the back surface of the insulating substrate is in direct contact with the heat sink without using the base substrate.

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係るパワー半導体モジュールについて、図５〜図７を参照して説明する。第１の実施の形態と同様の構成を有する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a power semiconductor module according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. Parts having the same configuration as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図５は、第２の実施の形態に係るパワー半導体モジュール２００の分解斜視図である。本実施の形態に係るパワー半導体モジュール２００は、第１の実施の形態と同様に、ベース基板２０、このベース基板２０の搭載面２４を覆う樹脂ケース１０、および樹脂ケース１０を覆うカバー１を備える。なお、樹脂ケース１０の内部の配線は図示を省略している。カバー１は、上面においてＺ方向（第１方向）に延びる凸部Ｒ１〜Ｒ３を有する。樹脂ケース１０は、Ｙ方向（第３方向）の一方の端部においてメイン端子１１〜１３が外部に露出している。本実施の形態においては、カバー１と樹脂ケース１０との嵌合方法が第１の実施の形態と異なっている。カバー１、樹脂ケース１０の詳細な構成については後述する。 FIG. 5 is an exploded perspective view of a power semiconductor module 200 according to the second embodiment. As in the first embodiment, the power semiconductor module 200 according to the present embodiment includes a base substrate 20, a resin case 10 that covers the mounting surface 24 of the base substrate 20, and a cover 1 that covers the resin case 10. . Note that the wiring inside the resin case 10 is not shown. The cover 1 has convex portions R1 to R3 extending in the Z direction (first direction) on the upper surface. The resin case 10 has the main terminals 11 to 13 exposed to the outside at one end in the Y direction (third direction). In the present embodiment, the method for fitting the cover 1 and the resin case 10 is different from that of the first embodiment. Detailed configurations of the cover 1 and the resin case 10 will be described later.

次に、図６Ａおよび図６Ｂを参照して本実施の形態に係るカバー１について説明する。図６Ａは、図５に示したカバー１をＺ方向（第１方向）から見た平面図である。図６Ｂは、図５に示したカバー１をＹ方向（第３方向）から見た平面図である。 Next, the cover 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a plan view of the cover 1 shown in FIG. 5 as viewed from the Z direction (first direction). FIG. 6B is a plan view of the cover 1 shown in FIG. 5 as viewed from the Y direction (third direction).

図５、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、カバー１は、上面部に３つの凸部Ｒ１〜Ｒ３を有し、凸部Ｒ１〜Ｒ３においてメイン端子１１〜１３の外部接続部１１ａ〜１３ａを貫通させる空洞部Ｓ１〜Ｓ３、導電ナットＵ１〜Ｕ３を取り付けるためのナット配置穴Ｔ１〜Ｔ３を有する。 As shown in FIGS. 5, 6A and 6B, the cover 1 has three convex portions R1 to R3 on the upper surface portion, and the external connection portions 11a to 13a of the main terminals 11 to 13 are connected to the convex portions R1 to R3. It has nut arrangement holes T1 to T3 for attaching the hollow portions S1 to S3 to be penetrated and the conductive nuts U1 to U3.

図６Ａに示すように、空洞部Ｓ１〜Ｓ３は、Ｙ方向の一方の端部に形成され、Ｘ方向（第２方向）に長手方向を有する。空洞部Ｓ１〜Ｓ３は、外部接続部１１ａ〜１３ａを貫通させた際に隙間が生じる大きさに形成されている。この隙間を有することにより、放熱板への取付けの際に樹脂ケース１０に撓みが生じても、カバーの位置がずれたり、カバー１が割れたりしないようになっている。この隙間が大きすぎると、カバー１が樹脂ケース１０にしっかりと固定されなくなる虞があるため好ましくない。また、全く隙間がない状態だと、樹脂ケース１０が熱等により撓んだ場合にカバー１に応力が生じて浮きや割れが生じる虞がある。 As shown in FIG. 6A, the hollow portions S1 to S3 are formed at one end portion in the Y direction and have a longitudinal direction in the X direction (second direction). The cavities S1 to S3 are formed in a size that creates a gap when the external connection portions 11a to 13a are penetrated. By having this gap, even if the resin case 10 is bent during the attachment to the heat sink, the cover position is not displaced or the cover 1 is not cracked. If the gap is too large, the cover 1 may not be firmly fixed to the resin case 10, which is not preferable. Further, if there is no gap at all, when the resin case 10 is bent due to heat or the like, there is a risk that stress is generated in the cover 1 to cause floating or cracking.

カバー１の上面部のＹ方向における長さは、樹脂ケース１０のＹ方向における長さに等しい。一方、カバー１の底面部は、図６Ｂに示すように、Ｘ方向、Ｙ方向における長さが上面部のＸ方向、Ｙ方向における長さよりも小さくなっており、底面部が樹脂ケース１０の上部と嵌合するようになっている。 The length of the upper surface portion of the cover 1 in the Y direction is equal to the length of the resin case 10 in the Y direction. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the bottom surface portion of the cover 1 has a length in the X direction and the Y direction that is smaller than the length of the top surface portion in the X direction and the Y direction. It is designed to be fitted with.

次に、図７を参照して本実施の形態に係る樹脂ケース１０について説明する。図７は、本実施の形態に係るカバー１と樹脂ケース１０とを嵌合させた状態の平面図である。樹脂ケース１０は、外部導出端子であるメイン端子１１〜１３を有する。なお、その他の端子は図示を省略している。各端子１１〜１３は、非常に精密且つ三軸方向（ＸＹＺ方向）に高い位置精度で位置決め固定されている。図５に示すように、メイン端子１１〜１３は、外部接続部１１ａ〜１３ａがＺ方向に延びるように樹脂ケース１０のＹ方向の一方の端部に配置されている。外部接続部１１ａ〜１３ａはＺ方向から見た場合にＸ方向に長手方向を有するように配置され、Ｙ方向を向いている。図５および７に示すように、外部接続部１１ａ〜１３ａの中央部には、ボルト挿通孔１１ｃ〜１３ｃが形成されている。 Next, the resin case 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view of a state in which the cover 1 and the resin case 10 according to the present embodiment are fitted. The resin case 10 has main terminals 11 to 13 which are external lead-out terminals. The other terminals are not shown. The terminals 11 to 13 are positioned and fixed with very high precision and high positional accuracy in the triaxial directions (XYZ directions). As shown in FIG. 5, the main terminals 11 to 13 are arranged at one end in the Y direction of the resin case 10 so that the external connection portions 11 a to 13 a extend in the Z direction. The external connection portions 11a to 13a are arranged so as to have a longitudinal direction in the X direction when viewed from the Z direction, and face the Y direction. As shown in FIGS. 5 and 7, bolt insertion holes 11 c to 13 c are formed at the center of the external connection portions 11 a to 13 a.

図７に示すように、メイン端子１１〜１３は、Ｙ方向に折り曲げるための折り曲げ部１１ｄ〜１３ｄを有する。カバー１と樹脂ケース１０を嵌合させる際、外部接続部１１ａ〜１３ａをカバー１の空洞部Ｓ１〜Ｓ３に貫通させ、Ｙ方向に折り曲げることでカバー１を固定している。このとき、カバー１のナット配置穴Ｔ１〜Ｔ３と、外部接続部１１ａ〜１３ａのボルト挿通孔１１ｃ〜１３ｃとが重なるように、基板側接続部１１ｂ〜１７ｂをＹ方向に折り曲げる。 As shown in FIG. 7, the main terminals 11 to 13 have bent portions 11 d to 13 d for bending in the Y direction. When the cover 1 and the resin case 10 are fitted, the external connection portions 11a to 13a are passed through the hollow portions S1 to S3 of the cover 1, and the cover 1 is fixed by bending in the Y direction. At this time, the board side connection portions 11b to 17b are bent in the Y direction so that the nut arrangement holes T1 to T3 of the cover 1 overlap with the bolt insertion holes 11c to 13c of the external connection portions 11a to 13a.

このように、樹脂ケース１０およびカバー１の長手方向（Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に端子を折り曲げることで、接着剤を使用しなくとも樹脂ケース１０とカバー１とを固定することができる。 In this way, the resin case 10 and the cover 1 can be fixed without using an adhesive by bending the terminal in the direction (Y direction) intersecting the longitudinal direction (X direction) of the resin case 10 and the cover 1. Can do.

また、折り曲げ部１１ｄ〜１３ｄのＸ方向の長さは、外部接続部１１ａ〜１３ａのＸ方向の長さよりも小さく形成されており、これにより、折り曲げ部１１ｄ〜１３ｄとカバー１の空洞部Ｓ１〜Ｓ３との間、すなわちＸ方向における空洞部Ｓ１〜Ｓ３の両端部に隙間ができるようになっている。この隙間により、放熱板への取付けの際に樹脂ケース１０に撓みが生じても、カバーの位置がずれたり、カバー１が割れたりしないようになっている。 Further, the lengths of the bent portions 11d to 13d in the X direction are smaller than the lengths of the external connection portions 11a to 13a in the X direction, whereby the bent portions 11d to 13d and the hollow portions S1 to S1 of the cover 1 are formed. A gap is formed between S3, that is, at both ends of the cavities S1 to S3 in the X direction. The gap prevents the cover from being displaced or the cover 1 from being cracked even if the resin case 10 is bent during attachment to the heat sink.

図示は省略しているが、第１の実施の形態と同様に、メイン端子１１〜１３は、樹脂ケース１０の内部において基板側接続部１１ｂ〜１３ｂを有し、パワー半導体素子を搭載したベース基板２０を樹脂ケース１０の底面部と嵌合させることで、各基板側接続部１１ｂ〜１３ｂがパワー半導体素子２２，２３または回路２１と接続される。 Although not shown, as in the first embodiment, the main terminals 11 to 13 have substrate-side connection portions 11b to 13b inside the resin case 10, and a base substrate on which a power semiconductor element is mounted. The board-side connecting portions 11 b to 13 b are connected to the power semiconductor elements 22 and 23 or the circuit 21 by fitting 20 with the bottom surface portion of the resin case 10.

上述のように、本実施の形態によると、カバーに空洞部を設けて端子を貫通させて、樹脂ケースの長手方向と交差する方向に端子を折り曲げることで、接着剤を用いなくとも両者を固定することができる。従って、接着剤の硬化のための加熱が不要になり、組立工数を削減することができ、さらに熱ストレスを削減してパワー半導体モジュールを製造することができる。 As described above, according to the present embodiment, a hollow portion is provided in the cover, the terminal is penetrated, and the terminal is bent in a direction crossing the longitudinal direction of the resin case, thereby fixing both without using an adhesive. can do. Therefore, heating for curing the adhesive becomes unnecessary, the number of assembling steps can be reduced, and furthermore, the power semiconductor module can be manufactured while reducing thermal stress.

また、カバーと端子との間に隙間ができるようにすることで、放熱板への取付け時に樹脂ケース等が撓んでも、セルフアライメントされるためカバーに応力が生じなくなり、カバーの浮きや破損を防ぐことができる。 In addition, by creating a gap between the cover and the terminal, even if the resin case or the like bends when attached to the heat sink, self-alignment prevents the cover from being stressed, and the cover is lifted or damaged. Can be prevented.

以上、第２の実施形態に係るパワー半導体モジュールについて説明したが、カバーや樹脂ケース、ベース基板等、これらの構造や機能は図示しているものに限定されない。各端子１１〜１７や空洞部Ｓ１〜Ｓ３等の数や形状、位置、大きさは図示しているものに限られず、任意に変更可能である。例えば、ベース基板を用いず、絶縁基板の裏面を放熱板に直接接触させる構造のパワー半導体モジュールにおいても、本実施形態は適用可能である。 Although the power semiconductor module according to the second embodiment has been described above, the structure and functions of the cover, the resin case, the base substrate, and the like are not limited to those illustrated. The number, shape, position, and size of each of the terminals 11 to 17 and the hollow portions S1 to S3 are not limited to those illustrated, and can be arbitrarily changed. For example, the present embodiment can also be applied to a power semiconductor module having a structure in which the back surface of the insulating substrate is in direct contact with the heat sink without using the base substrate.

また、３つの外部接続部１１ａ〜１３ａが、すべてカバー１の凸部Ｒ１〜Ｒ３のＹ方向における一方の端部から折り曲げられる場合を説明したが、例えば、外部接続部１１ｂのみが、凸部Ｒ２のＹ方向における他端部から折り曲げられるような場合においても、同様の効果が得られる。すなわち、１または複数のメイン端子の外部接続部は、その位置を問わず、それぞれが樹脂ケースおよびカバーの長手方向と交差する方向に折り曲げられていればよい。 Moreover, although the case where all the three external connection parts 11a-13a were bend | folded from one edge part in the Y direction of convex part R1-R3 of the cover 1 was demonstrated, for example, only the external connection part 11b is convex part R2. The same effect can be obtained even when it is bent from the other end in the Y direction. That is, the external connection portions of one or a plurality of main terminals may be bent in the direction intersecting with the longitudinal direction of the resin case and the cover, regardless of their positions.

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１カバー
１０樹脂ケース
１１〜１３メイン端子
１４〜１７制御信号系端子
１８取付け穴
１９逃げ凹部
２０ベース基板
２１回路
２２，２３パワー半導体素子
Ｐ１〜Ｐ４爪
Ｑ１〜Ｑ４嵌合部
Ｒ１〜Ｒ３凸部
Ｓ１〜Ｓ３空洞部
Ｔ１〜Ｔ３ナット配置穴
Ｕ１〜Ｕ３導電ナット
１００、２００パワー半導体モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cover 10 Resin case 11-13 Main terminal 14-17 Control signal system terminal 18 Mounting hole 19 Escape recessed part 20 Base board 21 Circuit 22, 23 Power semiconductor element P1-P4 Claw Q1-Q4 Fitting part R1-R3 Projection part S1 ~ S3 Cavity T1-T3 Nut Arrangement Hole U1-U3 Conductive Nut 100, 200 Power Semiconductor Module

Claims

複数のパワー半導体素子を内蔵し、第２方向に長手方向を有する樹脂成型品および前記樹脂成型品を覆うカバーを有するパワー半導体モジュールであって、
前記カバーは、第１方向に延び、前記第１方向から見た場合に前記第２方向に長手方向を有する第１の爪と、前記第１方向に延び、前記第１方向から見た場合に前記第２方向と交差する第３方向に長手方向を有する第２の爪とを有し、
前記カバーにおいて、
前記第１の爪は、前記第３方向の両端に位置し、
前記第２の爪は、前記第２方向の一方の端部に位置せず、前記一方の端部とは反対側の他方の端部に位置し、
前記樹脂成型品は、前記第１の爪、前記第２の爪とそれぞれ嵌合する第１の嵌合部および第２の嵌合部を有する
ことを特徴とするパワー半導体モジュール。 A power semiconductor module including a plurality of power semiconductor elements, a resin molded product having a longitudinal direction in a second direction, and a cover covering the resin molded product,
The cover extends in a first direction, the first pawl having a longitudinal direction in the second direction when viewed from the first direction, extending in the first direction, when viewed from the first direction A second claw having a longitudinal direction in a third direction intersecting the second direction,
In the cover,
The first claws are located at both ends in the third direction,
The second claw is not located at one end in the second direction, and is located at the other end opposite to the one end,
The said resin molded product has a 1st fitting part and a 2nd fitting part which each fit with the said 1st nail | claw and the said 2nd nail | claw, The power semiconductor module characterized by the above-mentioned.

前記カバーは、前記第１の爪および前記第２の爪の近傍に切り欠き部を有する
ことを特徴とする請求項１記載のパワー半導体モジュール。 The power semiconductor module according to claim 1, wherein the cover has a notch in the vicinity of the first claw and the second claw.

前記第１の爪は、前記第３方向を向く第１の突起部を有し、前記第２の爪は、前記第２方向を向く第２の突起部を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパワー半導体モジュール。 The first claw has a first protrusion that faces the third direction, and the second claw has a second protrusion that faces the second direction. Or the power semiconductor module of Claim 2 .

前記カバーにおいて、前記第１の爪は、前記第２方向の一方の端部に位置する請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のパワー半導体モジュール。4. The power semiconductor module according to claim 1, wherein in the cover, the first claw is located at one end portion in the second direction. 5.